Презентация "Производство серной кислоты" по химии – проект, доклад

Проект Производство серной кислоты

Исторические сведения

Серная кислота известна с древности. Первое упоминание о кислых газах, получаемых при прокаливании квасцов или железного купороса «зеленого камня», встречается в сочинениях, приписываемых арабскому алхимику Джабир ибн Хайяну. Позже, в IX веке персидский алхимик Ар-Рази, прокаливая смесь железного и медного купороса (FeSO4•7H2O и CuSO4•5H2O), также получил раствор серной кислоты. Этот способ усовершенствовал европейский алхимик Альберт Магнус, живший в XIII веке.

молекула серной кислоты по Дальтону:

Серная кислота

Се́рная кислота́ H2SO4 — сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3:H2O 1, — раствор SO3 в серной кислоте (олеум).

Свойства водных растворов серной кислоты и олеума

Химические свойства

Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ Cu + H2SO4 → CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O NaOH + H2SO4 → NaHSO4 +H2O H2SO4+BaCI2 = BaSO4 + 2HCI

Cu + H2SO4(конц) → SO2 + CuSO4 + H2О

C + 2H2SO4 = 2SO2 + 2H2O + CO2

Токсическое действие

Серная кислота и олеум — очень едкие вещества. Они поражают кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути (вызывают химические ожоги). При вдыхании паров этих веществ они вызывают затруднение дыхания, кашель, нередко — ларингит, трахеит, бронхит и т. д. ПДК аэрозоля серной кислоты в воздухе рабочей зоны 1,0 мг/м³, в атмосферном воздухе 0,3 мг/м³ (максимальная разовая) и 0,1 мг/м³ (среднесуточная). Поражающая концентрация паров серной кислоты 0,008 мг/л (экспозиция 60 мин), смертельная 0,18 мг/л (60 мин). Класс опасности II. Аэрозоль серной кислоты может образовываться в атмосфере в результате выбросов химических и металлургических производств, содержащих оксиды S, и выпадать в виде кислотных дождей.

Серную кислоту применяют:

в производстве минеральных удобрений; как электролит в свинцовых аккумуляторах; для получения различных минеральных кислот и солей; в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ; в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности; в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор); в промышленном органическом синтезе в реакциях: дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров); гидратации (этанол из этилена); сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей); алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.

Стандарты серной кислоты

Кислота серная техническая ГОСТ 2184—77 Кислота серная аккумуляторная. Технические условия ГОСТ 667—73 Кислота серная особой чистоты. Технические условия ГОСТ 14262—78 Реактивы. Кислота серная. Технические условия ГОСТ 4204—77

Производство серной кислоты

Получение серной кислоты (т.н. купоросное масло) из железного купороса - термическое разложение сульфата железа (II) с последующим охлаждением смеси 2FeSO4·7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2 SO2+H2O+O2 ⇆ H2SO4

Сырьём для получения серной кислоты служат сера, сульфиды металлов, сероводород, отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты железа, кальция и др.

Основные стадии получения серной кислоты: 1) Обжиг сырья с получением SO2 2) Окисление SO2 в SO3 3) Абсорбция SO3 В промышленности применяют два метода окисления SO2 в производстве серной кислоты: контактный — с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный — с оксидами азота. Из минерала пирита на катализаторе — оксиде ванадия (V). 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 (V2O5) → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Нитрозный метод получения серной кислоты SO2 + NO2 → SO3 + NO↑. 2NO+O2 → 2NO2 При реакции SO3 с водой выделяется огромное количество теплоты и серная кислота начинает закипать с образованием "туманов" SO3 + H2O = H2SO4 + Q Поэтому SO3 смешивается с H2SO4, образуя раствор SO3 в 91% H2SO4 - олеум

Технологическая схема производства серной кислоты методом двойного контактирования

SO2 + ½O2  SO3 + Q

Температурный и манометрический режим работы КА

Аппаратурная схема контактного аппарата

Материальный баланс

Заключение

В производстве H2SO4 соблюдены основные направления развития химической промышленности: Технология малоотходная – переход сырья в целевой продукт достигает 99%. Энергосберегающее, так как процесс обеспечивает сам свое энергосбережение. Эта химическая технология обладает рядом функций: Рациональное использование сырья и энергии. Масштабность и дешевизна. Поскольку процесс непрерывен, он обладает рядом достоинств: Большое количество продукта с 1 объема аппарата – высокая интенсивность процесса. Исключение потерь тепла из-за термодинамичности – нагрев – охлаждение. Легкость автоматизации. Также процесс учитывает основные принципы химической технологии: Наибольшая интенсивность процесса; Наилучшее использование сырья; Наибольшее использование энергии.

Спасибо за внимание